6123綜采面礦壓觀測設計

1、6123綜采面礦壓觀測設計1、6123工作面概況6123工作面 位于12采區(qū)中部，為該采區(qū)首個綜采工作面。工作面長9351025m，寬901130m，平均煤厚3.0m，煤層傾角3º15º，工作面機巷底板標高為-112-163.6m，風巷底板標高為-123.3-170.2m，地質儲量51萬噸。工作面南部為12采區(qū)皮帶機巷和12采區(qū)軌道巷，東部、西部均為未開拓區(qū)段，北部靠近煤層風氧化帶，下方有12采區(qū)放水巷、水倉。工作面地表有香春園村莊（已搬遷）、新汴河、農田以及通往香春園村莊的低壓和通訊線路各一條。6123工作面 頂板30m范圍內的主要巖性自下而上分別是：泥巖、細砂巖、泥巖、

2、粉砂巖、細砂巖、泥巖。泥巖為灰色灰黑色，致密層狀，層理清晰；細粒巖呈灰色，細砂質結構，鈣質膠結，成分以石英、長石為主，局部夾薄層泥巖；粉砂巖為灰色，致密、層狀，泥質膠結，性脆，具波狀層理，局部夾薄層泥巖。煤層底板20m范圍內自上而下為泥巖、砂泥巖互層，粉砂巖，中砂巖。泥巖為灰黑色，泥質結構，致密、性碎，見植物化石；細砂巖為灰色，塊狀，成份以石英、長石為主，致密、堅硬，具水平層理；中砂巖中粒砂巖主要成份為：石英、長石及其它淺灰色礦物碎屑與云母碎片，泥質膠結，堅硬，裂隙較發(fā)育，裂隙網絡連通較好。6123工作面 主要構造為褶曲及斷裂，香春園向斜從工作面中部穿過，工作面煤巖層形態(tài)受香春園向斜控制，向斜

3、軸向為北北東，工作面內軸長300m，向斜東翼煤層傾角為4°10°向斜西翼煤層傾角為3°15°向斜軸部附近構造應力相對集中，造成煤層頂底板巖石破碎。在向斜構造的兩翼（特別是西翼）是斷裂構造的發(fā)育區(qū)。工作面平均煤厚為3.0m。2 礦壓觀測設計2.1礦壓觀測的目的和內容本次觀測的6123工作面，是百善煤礦6煤首采面。因此，礦壓觀測主要是對首采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的觀測、總結和分析，為下一步后續(xù)工作面合理留設圖1 6123工作面綜合柱狀表1： 工作面巷道掘進過程中主要斷層情況一覽表斷層名稱產 狀落 差(m)揭 露 位 置備 注F6123-1294°75&

4、#176;2.0機巷A8點前8.5m正斷層F6123-6316°70°3.2機巷A16點前17m正斷層F6123-7315°70°1.23.0機巷A18點前29.3m正斷層F6123-8251°70°1.8機巷A20點處正斷層F6123-101325°50°1.4風巷B15點處正斷層F6123-11208°50°1.8風巷B10點前24m正斷層F6123-1262°75°0.81.5風巷B10點前4.3m正斷層F6123-16149°85°4.5風巷B1點

5、前10.3m逆斷層煤柱、安全高效開采提供合理的科學依據。其目的是掌握工作面和順槽礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及初采階段大范圍巖層運動特點。觀測的主要內容有：（1）工作面液壓支架工作阻力和煤壁片幫情況連續(xù)觀測；（2）巷道頂底板及兩幫移近量實測和巷道破壞情況統(tǒng)計；（3）每日出煤量統(tǒng)計；在工作面前方、工作面等地方布置測點，從而形成了采場礦壓多體系的觀測系統(tǒng)，結合對回采工藝的觀測，從整體上觀測6123工作面圍巖活動規(guī)律和礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。2.2礦壓觀測方法觀測組由百善煤礦工程技術人員與安徽建筑工業(yè)學院科研人員共同組成。綜采面支架壓力觀測采用泰安尤洛卡自動化儀表有限公司生產的BBJ -綜采支架工作阻力遠距離監(jiān)測計算機系統(tǒng)進

6、行自動監(jiān)控，可以輕松實現(xiàn)遠距離實時通訊，地面計算機實時監(jiān)測；其它的觀測站每天三班各觀測一次。并且每班描述工作面的一些重要顯現(xiàn)特征，若發(fā)現(xiàn)異常情況及時匯報。每班的數據及時整理、記錄。如果發(fā)現(xiàn)工作面出現(xiàn)異常情況及時向礦領導匯報，共同研究對策。2.3 BBJ-礦壓自動監(jiān)控系統(tǒng)泰安尤洛卡自動化儀表有限公司生產的BBJ -綜采支架工作阻力遠距離監(jiān)測計算機系統(tǒng)。該自動監(jiān)控系統(tǒng)的突出特點如下： 可以輕松實現(xiàn)遠距離實時通訊，地面計算機實時監(jiān)測； 系統(tǒng)結構模塊化（貫穿工作面和巷道只用一根拉力電纜、井下分機可無次序任意擴展、單一本安電源供電、供電和信號傳輸共用一條電纜）； 井下分機由獨立的微處理器（CPU）控制，

7、具有壓力數字顯示和工作狀態(tài)指示。防水、防潮、耐沖擊。 系統(tǒng)故障自診斷。表2 系統(tǒng)的主要技術指標巡測周期通訊方式系統(tǒng)分機容量通訊距離巡測精度傳感器量程5S異步串行通訊，1200bps1-32臺（096個測點）10km2.5%0-60MPa2.4 回采工作面礦壓觀測設計沿工作面傾向在工作面布置測站，共設置10個測點，分別是第一號測站（第4架），距離下順槽6米，第二號測站（第14架）、第三號測站（第24架）、第四號測站（第34架）、第五號測站（第44架）、第六號測站（第54架）、第七號測站（第64架）、第八號測站（第74架）、第九號測站（第84架），第十號測站（第89架），每架在前柱與后柱各裝一塊綜

8、采壓力自記儀，對前柱與后柱阻力進行測試。2.5 工作面回采巷道礦壓觀測設計2.5.1 測站布置測站布置在工作面前方，設三個測站，第一個測站距工作面45米，第二個測站距工作面60米，第三個測站距工作面80米。每個測站設置三個測點，測點間距為1m，如圖2所示。2.5.2測點安設為便于觀測，測點設在頂板穩(wěn)定、支架完好、兩幫整齊、底板平坦處，由于巷道周圍各點的移動值不盡相同，所以各觀測點在觀測斷面內的空間位置應力求一致，以減少觀測資料中產生的偏差。測點安設方法：先在頂板上打入一個直徑20mm、長度400mm作為測量基準點的鋼釬，打入深度為300350mm，再在頂、底板垂線方向以同樣的方法在底板設基點。

9、 兩幫觀測基點的安設方法與頂底板基本相同，觀測截面內各對測點在同一平面上。2.5.3 測點布置方式考慮到巷道頂、底板和兩幫都可能受采動影響產生變形，測點布置方式采用十字布置，如圖3所示。在巷道頂、底板跨度中心布置一對測點，用來觀測頂、底板移近量及兩幫的移動量。圖2 6123工作面上順槽測站布置示意圖圖3 6123工作面上順槽測站布置示意圖3、礦壓觀測的任務現(xiàn)場觀測實質是進行調查研究，所以基礎資科、數據與圖表的收集工作要放在首位。礦壓顯現(xiàn)是自然地質條件與生產技術因素綜合作用的結果。研究礦壓問題要盡可能多地收集地質與技術資料，并在匯總大量資料的基礎上，找出礦壓顯現(xiàn)與這些因素的函數關系，為生產服務。

10、3.1 礦壓觀測的目的6123工作面礦壓觀測目的：主要是對該面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和支架工作性能兩個方面進行研究。對礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究是為了落實到對支架工作性能的研究上來。例如，合理選用液壓支架，必須弄清所采煤層的頂板巖石性質、頂板活動規(guī)律、礦山壓力大小、頂板初次來壓及周期來壓強度等，這是確定支架參數的主要依據。研究礦壓顯現(xiàn)規(guī)律還對日常生產起到指導作用。例如，確定各種生產技術及自然地質條件對頂板管理的影響作用，從而得出改進頂板管理的途徑，提高生產效率。研究礦壓顯現(xiàn)規(guī)律還包括分析礦壓顯現(xiàn)各種影響因素的作用，例如，根據大量觀測資料分析采高、采深、頂板強度等對支架阻力的影響。在這樣的基礎上來為6煤層選用合

11、適的自移支架架型，合理的參數，包括創(chuàng)制新型支架確定其結構與參數。一般常見的研究任務包括對比同一工作面不同架型的使用效果和同一工作面同一支架不同阻力的比較以及相同支架不同工作面的比較等等。3.2 6123工作面觀測的任務主要包括（1）地質及生產技術資料的收集所要收集的資料包括煤層開采深度、采厚及其變化范圍、傾角、局部地質構造、頂底板巖層物理力學性質及其詳細柱狀圖，其中應注明巖層巖性與分層厚度、節(jié)理、裂隙、煤層結構與強度等等。屬于生產技術的有采區(qū)內工作面位置與相鄰采區(qū)或鄰近煤層開采關系、回采工藝方式、采用的落煤機械、支架的性能與規(guī)格、工作面推進度等等。（2）回風巷道斷面收斂變形觀測主要是觀測回風順

12、槽兩幫與頂底在采動的影響下發(fā)生的收斂變形，根據得到的隨著工作面推進時的不同變形速度，從中得到動壓下巷道的變形規(guī)律，對回采巷道支架進行參數優(yōu)化分析。（3）頂底板巖層與煤層力學性質的測定主要是測定所采煤巖層的各種性質，主要包括抗壓強度、抗拉強度與彈性摸量等，還包括巖體應力的觀測以及深部圍巖移動觀測等。（4）工作面頂板狀況和老塘冒落特征觀測工作面頂板在采動影響下，發(fā)生變形、位移、破裂及冒落是自然地質條件與生產技術因素綜合影響的結果。應該認真分析研究，找出頂板破壞程度與各種因素的關系。如將頂板各種破壞程度：例如冒頂面積、冒高、片幫深淺、臺階落差、裂隙方位與張開程度、頂板切頂線位置等進行量測統(tǒng)計，從中獲得一定的規(guī)律，用以分析頂板管理的技術措施是否有效，比較不同架型與工作阻力對頂板狀態(tài)的影響等等。（5）支架工作阻力、下縮與頂板下沉的觀測回采工作面支架載荷與立柱下縮及頂板下沉的觀測簡稱“三量”觀測。“三量”是衡量礦壓顯現(xiàn)的十分重要的指標。頂板下沉可以反映：工作面頂板狀況好壞，下沉速度可以反映工作面頂板來壓的高峰狀態(tài)；工作阻力與立柱下縮是設計支架的依據，也是判斷頂板壓力大小